微机原理ppt课件

目录 索引域 （1 0位）
表索 引域 （1 0位）
偏移 量 （1 2位）
12
2.3.3 保护方式的段页管理 —分页管理的地址转换(2)
目录索引域(10位)
用于在页目录表中查找 一个页目录项(共210项)
基地址由控制寄存器 CR3的高20位加12个0 给出
偏移地址(12位)=目录索 引*4
物理地址=基地址+偏移 地址
提供计算物理地址所需 的偏移地址
物理地址=基地址+偏移 量
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22 21
12 11
0
目录索引域
表索引域
偏移量
线性地址
ຫໍສະໝຸດ Baidu
页目录
页表
页帧
页目录项
页表项
目的地址
CR3（PDBR）
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2.3.3 保护方式的段页管理 —分页管理的地址转换(5)
例如：设某存储单元的线性地址为25674 890H， CR3=28345 XXXH，求该存储单元的物理地址。
将线性地址25674 890H分成3个域
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0
0010 0101 01 10 0111 0100 1000 1001 0000
目录索引 （10位）
表索引 （10位）
偏移量 （12位）
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2.3.3 保护方式的段页管理 —分页管理的地址转换(6)
一级查询
根据CR3=28345 XXXH，页目录表基地址=28345 000H 根据目录索引95H，页目录项偏移地址=95H*4=254H 页目录项物理地址=28345 000H+254H=28345 254H 设该页目录项的内容为00200 021H
逻辑段最大不超过64KB 可以使用32位操作数和32位寻址方式
保护方式
能发挥微处理器全部功能 可寻址4GB物理存储器 段基地址和偏移量都用32位表示
段页式存储管理，特权与保护能力
虚拟8086方式
保护方式下的类似实方式的运行环境 在1MB存储空间下使用“16位段”
16位段 32位段
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12 11
0
0010 0101 01 10 0111 0100 1000 1001 0000
目录索引 （10位）
表索引 （10位）
偏移量 （12位）
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2.3.3 保护方式的段页管理 —分页管理的地址转换(7)
包含3个域，指向一个段描述符
索引域：记录段描述符在“描述符表”内的位置 表指示位TI：指示要寻址的描述符表 请求特权层RPL：反映请求本次存取的特权级别
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3 21 0
段选择器＝段寄存器
索引 TI RPL
7
2.3.3 保护方式的段页管理—描述符
8个字节(64位)，有两类
段描述符：“描述”逻辑段的属性
段界限：反映该段的长度，用于存储空间保护 基地址：给出段基地址，用于形成物理地址 访问权字节：说明该段的访问权限，用于特权保护
门描述符：用于程序转移的保护
8
2.3.3 保护方式的段页管理—描述符
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2.3.3 保护方式的段页管理 —段式和页式存储管理
分段：将程序按照逻辑关系分成可大可小的模块
逻辑地址＝段基地址∶偏移地址
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22 21
12 11
0
目录索引域
表索引域
偏移量
线性地址
页目录
页表
页帧
页目录项
页表项
目的地址
CR3（PDBR）
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2.3.3 保护方式的段页管理 —分页管理的地址转换(3)
表索引域(10位)
用于在页表中查找一个 页表项(共210项)
基地址由一级查询找到 的页目录项的高20位加 12个0给出
微机原理及应用
信息与电气工程学院
1
第2章 微处理器内部结构(5学时)
2.3 微处理器存储器组织
2.3.1 IA-32工作方式 2.3.2 实方式的逻辑段 2.3.3 保护方式的段页管理
2
2.3.1 IA-32工作方式
实地址方式
与8086具有相同的基本结构 只能寻址1MB物理存储器空间 段基地址和偏移量都用16位表示
16位段选择器(段寄存器) →段描述符→ 32位段基地址 EIP，ESP，EA→32位偏移地址
线性地址＝段基地址＋偏移地址
分页：将程序分成为若干个大小相同的模块
不分页式：物理地址＝线性地址 分页管理：线性地址通过2级查表转换为物理地址
CR3寄存器→页目录项→页表项＋偏移量→物理地址
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3
2.3.2 实方式的逻辑段—信息存储
基本单位是二进制位(bit)，表达0或1
一个字节(Byte)＝8个二进制位 一个字(Word)＝16个二进制位＝2个字节 一个双字(Double Word)＝32个二进制位＝4个字节 一个4字(Quad Word)＝64个二进制位＝8个字节 最低有效位LSB：是D0位 最高有效位MSB：对应字节、字、双字和4字数据依
偏移地址(12位)=表索引 *4
物理地址=基地址+偏移 地址
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12 11
0
目录索引域
表索引域
偏移量
线性地址
页目录
页表
页帧
页目录项
页表项
目的地址
CR3（PDBR）
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2.3.3 保护方式的段页管理 —分页管理的地址转换(4)
偏移量(12位)
基地址由二级查询找到 的页表项的高20位加12 个0给出
2.3.3 保护方式的段页管理 —段式和页式存储管理
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2.3.3 保护方式的段页管理 —分页管理的地址转换(1)
分页管理机构将32位线性地址分成3个域
目录索引域(10位) 表索引域(10位) 偏移量域(12位)
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
逻辑地址＝段地址∶偏移地址
16位段寄存器保存20位段起始物理地址的高16位 偏移地址也用16位数据表示
物理地址＝段地址×10H＋偏移地址
左移二进制4位(十六进制1位)
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2.3.2 实方式的逻辑段—实方式的逻辑段
6
2.3.3 保护方式的段页管理—段选择器
保护方式的16位段寄存器被定义为段选择 器
次是D7，D15，D31和D63
现代计算机采用字节寻址
每个存储单元有一个存储器地址表示 存放一个字节量的数据
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2.3.2 实方式的逻辑段—实方式的逻辑段
主存空间1M(＝220)个字节存储单元
物理地址范围：00000 H～FFFFF H
程序设计时进行分段管理，但有两个限制
每个逻辑段最大为64KB 逻辑段只能开始于低4位地址全为0的物理地址处